(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンピュータが、３次元地形データを空間フィルタリングして平滑化地形データを生成する平滑化ステップと、
当該コンピュータが、当該３次元地形データと当該平滑化地形データの差分値を算出する差分算出ステップと、
当該コンピュータが、当該平滑化地形データが当該３次元地形データ以上となる当該差分値の領域で、当該差分値をその大きさに応じて複数の小領域に区分する領域区分ステップと、
当該コンピュータが、当該３次元地形データから等高線データを生成する等高線データ生成ステップであって、当該平滑化地形データが当該３次元地形データ未満となる当該差分値の領域の等高線データに基準線幅を付与し、当該領域区分ステップにより生成される当該複数の小領域の等高線データに、当該基準線幅より太い線幅であって、当該差分値が大きい程、太い線幅を付与する等高線データ生成ステップ
とを具備することを特徴とする等高線図作成方法。
【請求項２】
当該３次元地形データが、二次元面の標高値を示す複数の格子点データからなることを特徴とする請求項１に記載の等高線図作成方法。
【請求項３】
更に、当該コンピュータが、対象地域の三次元計測結果から当該格子点データを生成するグリッド化ステップを具備することを特徴とする請求項２に記載の等高線図作成方法。
【請求項４】
当該等高線データ生成ステップが、
当該３次元地形データから当該基準線幅の等高線データを生成する第１ステップと、
当該領域区分ステップにより区分される当該複数の小領域の、当該第１ステップで生成される当該等高線データに対して、当該基準線幅より太い線幅であって、当該差分値が大きい程、太い線幅を付与する第２ステップ
とを具備することを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の等高線図作成方法。
【請求項５】
３次元地形データを記憶する記憶手段（１２）と、
当該３次元地形データを空間フィルタリングして平滑化地形データを生成する空間フィルタ（１４）と、
当該３次元地形データと当該平滑化地形データの差分値を算出する差分算出手段（１８）と、
当該平滑化地形データが当該３次元地形データ以上となる当該差分値の領域で、当該差分値をその大きさに応じて複数の小領域に区分する領域区分手段（２２，２４，２６）と、
当該３次元地形データから等高線データを生成する等高線データ生成手段であって、当該平滑化地形データが当該３次元地形データ未満となる当該差分値の領域の等高線に基準線幅を付与し、当該領域区分手段により生成される当該複数の小領域の等高線に、当該基準線幅より太い線幅であって、当該差分値が大きい程、太い線幅を付与する等高線データ生成手段（２８，３０）
とを具備することを特徴とする等高線図作成装置。
【請求項６】
当該３次元地形データが、二次元面の標高値を示す複数の格子点データからなることを特徴とする請求項５に記載の等高線図作成装置。
【請求項７】
更に、対象地域の三次元計測結果から当該格子点データを生成するグリッド化手段（１０）を具備することを特徴とする請求項６に記載の等高線図作成装置。
【請求項８】
当該等高線データ生成手段が、
当該３次元地形データに対して当該基準線幅の等高線データを生成し、当該領域区分手段により区分される当該複数の小領域に対して、当該基準線幅より太い線幅であって、当該差分値が大きい程太い線幅の等高線データを生成する等高線生成手段と、
当該等高線生成手段で生成された等高線データを合成する合成手段
とを具備することを特徴とする請求項５乃至７の何れか１項に記載の等高線図作成装置。
【請求項９】
３次元地形データを空間フィルタリングして平滑化地形データを生成させる空間フィルタ機能（１４）と、
当該３次元地形データと当該平滑化地形データの差分値を算出させる差分算出機能（１８）と、
当該平滑化地形データが当該３次元地形データ以上となる当該差分値の領域で、当該差分値をその大きさに応じて複数の小領域に区分させる領域区分機能（２２，２４，２６）と、
当該３次元地形データから等高線データを生成させる等高線データ生成機能であって、当該平滑化地形データが当該３次元地形データ未満となる当該差分値の領域の等高線に基準線幅を付与させ、当該領域区分機能により生成される当該複数の小領域の等高線に、当該基準線幅より太い線幅であって、当該差分値が大きい程、太い線幅を付与させる等高線データ生成機能（２８，３０）
とをコンピュータに実現させることを特徴とする等高線図作成プログラム。
【請求項１０】
当該３次元地形データが、二次元面の標高値を示す複数の格子点データからなることを特徴とする請求項９に記載の等高線図作成プログラム。
【請求項１１】
更に、当該コンピュータに、対象地域の三次元計測結果から当該格子点データを生成させるグリッド化機能（１０）を実現させることを特徴とする請求項１０に記載の等高線図作成プログラム。
【請求項１２】
当該等高線データ生成機能が、
当該３次元地形データに対して当該基準線幅の等高線データを生成し、当該領域区分機能により区分される当該複数の小領域に対して、当該基準線幅より太い線幅であって、当該差分値が大きい程太い線幅の等高線データを生成する等高線生成機能と、
当該等高線生成機能で生成された等高線データを合成する合成機能
とを具備することを特徴とする請求項９乃至１１の何れか１項に記載の等高線図作成プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、谷部を視認しやすい等高線図を作成する方法、装置及びプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
航空測量技術の向上により、地形を高精度に空中から三次元計測できるようになった。特許文献１，２には、３次元地形データから等高線を作成する技術が記載されている。また、特許文献３には、等高線図から高精度に標高値を内挿する方法が記載されている。
【０００３】
平面図に一定標高間隔の等高線を描画した等高線図は、見慣れていない者にとって、谷部か尾根部かを判読するのが難しい。これを解決する方法として、傾斜や標高差に応じて着色する方法が知られている（特許文献４，５参照）。また、陰影表現することで地形を立体的に表現する作図法も知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−３１７１１２号公報
【特許文献２】特再表０３／０９０１８４号
【特許文献３】特開２００３−１８６３９３号公報
【特許文献４】特開２００７−０４８１８５号公報
【特許文献５】特開平０８−１７９６８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
平面に二次元的に描画される等高線図は、見慣れない者にとって、尾根部と谷部を識別するのが難しいものの、標高と傾斜角を容易に認識出来るという利点がある。
【０００６】
他方、部位に応じて着色する方法は、不慣れな者にも全体的な形状の概略的な認識を可能にするものの、細部の認識は困難であり、標高や傾斜角を定量的に認識することが難しい。また、利用環境が、カラー印刷機／カラーディスプレイに制約される。
【０００７】
本発明は、このような問題点を解決し、従来の二次的に図示される等高線図でありながら、谷部を容易に識別出来る等高線図を作成する方法、装置及びプログラムを提示することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る等高線図作成方法は、コンピュータが、３次元地形データを空間フィルタリングして平滑化地形データを生成する平滑化ステップと、当該コンピュータが、当該３次元地形データと当該平滑化地形データの差分値を算出する差分算出ステップと、当該コンピュータが、当該平滑化地形データが当該３次元地形データ以上となる当該差分値の領域で、当該差分値をその大きさに応じて複数の小領域に区分する領域区分ステップと、当該コンピュータが、当該３次元地形データから等高線データを生成する等高線データ生成ステップであって、当該平滑化地形データが当該３次元地形データ未満となる当該差分値の領域の等高線データに基準線幅を付与し、当該領域区分ステップにより生成される当該複数の小領域の等高線データに、当該基準線幅より太い線幅であって、当該差分値が大きい程、太い線幅を付与する等高線データ生成ステップとを具備することを特徴とする。
【０００９】
本発明に係る等高線図作成装置は、３次元地形データを記憶する記憶手段と、当該３次元地形データを空間フィルタリングして平滑化地形データを生成する空間フィルタと、当該３次元地形データと当該平滑化地形データの差分値を算出する差分算出手段と、当該平滑化地形データが当該３次元地形データ以上となる当該差分値の領域で、当該差分値をその大きさに応じて複数の小領域に区分する領域区分手段と、当該３次元地形データから等高線データを生成する等高線データ生成手段であって、当該平滑化地形データが当該３次元地形データ未満となる当該差分値の領域の等高線に基準線幅を付与し、当該領域区分手段により生成される当該複数の小領域の等高線に、当該基準線幅より太い線幅であって、当該差分値が大きい程、太い線幅を付与する等高線データ生成手段とを具備することを特徴とする。
【００１０】
本発明に係る等高線図作成プログラムは、３次元地形データを空間フィルタリングして平滑化地形データを生成させる空間フィルタ機能と、当該３次元地形データと当該平滑化地形データの差分値を算出させる差分算出機能と、当該平滑化地形データが当該３次元地形データ以上となる当該差分値の領域で、当該差分値をその大きさに応じて複数の小領域に区分させる領域区分機能と、当該３次元地形データから等高線データを生成させる等高線データ生成機能であって、当該平滑化地形データが当該３次元地形データ未満となる当該差分値の領域の等高線に基準線幅を付与させ、当該領域区分機能により生成される当該複数の小領域の等高線に、当該基準線幅より太い線幅であって、当該差分値が大きい程、太い線幅を付与させる等高線データ生成機能とをコンピュータに実現させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、谷部又はその周辺をより太い線幅の等高線で表現するので、他の部分よりも暗く表現されることになり、谷部を識別しやすくなる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の一実施例の概略構成ブロック図を示す。
【図２】本実施例の動作フローチャートを示す。
【図３】格子点データＺ（ｘ，ｙ）が示す地形と、平滑化格子点データＰ（ｘ，ｙ）が示す形状との関係例を示す。
【図４】差分値Ｄ（ｘ，ｙ）、閾値ｄ１，ｄ２，ｄ３及び格子点グループＧ１，Ｇ２，Ｇ３の関係を示す説明用の模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、図面を参照して、本発明の実施例を詳細に説明する。
【実施例１】
【００１４】
図１は、本発明の一実施例の概略構成ブロック図を示し、図２は、本実施例の動作フローチャートを示す。本実施例は、基本的には、コンピュータ上で動作するコンピュータプログラムにより実現され得るが、勿論、専用のハードウエア装置によっても実現可能であり、更には、部分的にプログラムソフトウエアで実現する装置においても実現可能である。
【００１５】
レーザ航空測量等により、対象地域の地形を３次元計測し、得られた３次元座標データをグリッド化装置１０に入力する（Ｓ１）。グリッド化装置１０は、入力する多数の３次元座標データから、水平面の緯線方向（ｘ方向）と経線方向（ｙ方向）を所定の一定間隔（例えば、１０ｍ×１０ｍや５ｍ×５ｍ等）でメッシュ化した場合の各格子点（ｘ，ｙ）上の標高値を示す格子点データＺ（ｘ，ｙ）に変換する（Ｓ２）。格子点は、ｘ方向及びｙ方向のそれぞれに一定間隔で配置され、ｘはその格子点のｘ座標値を示し、ｙはｙ座標値を示す。生成された格子点データＺ（ｘ，ｙ）は、ハードディスク１２に格納される。ハードディスク１２に格納される格子点データＺ（ｘ，ｙ）は、等高線を生成する基礎データとなる。
【００１６】
本実施例では、画面上又は印刷上で、等高線図の谷部を視認しやすくするために、以下の処理を追加した。空間フィルタ１４が、ハードディスク１２の格子点データＺ（ｘ，ｙ）を空間フィルタ処理して平滑化する（Ｓ３）。空間フィルタ１４による空間フィルタリングの強さは、対象地域の凹凸の程度によって、適宜に設定する。空間フィルタ１４で平滑化された格子点データＰ（ｘ，ｙ）をハードディスク１６に格納する。減算器１８が、同じ格子点（ｘ，ｙ）上の平滑化格子点データＰ（ｘ，ｙ）から格子点データＺ（ｘ，ｙ）を減算し、これらの差分値Ｄ（ｘ，ｙ）をハードディスク２０に格納する（Ｓ４）。すなわち、
Ｄ（ｘ，ｙ）＝Ｐ（ｘ，ｙ）−Ｚ（ｘ，ｙ）
である。理解をしやすいように、ハードディスク１２、１６，２０を別々に図示したが、処理上は、同じハードディスクであっても良いことは勿論である。平滑化格子点データＰ（ｘ，ｙ）は、差分値Ｄ（ｘ，ｙ）を計算するために必要なデータ量が少ない場合には、コンピュータのＲＡＭ上に一時記憶しても良い。
【００１７】
差分値Ｄ（ｘ，ｙ）は、空間フィルタ１４により平滑化された地形に対して実際の格子点（ｘ，ｙ）が谷部を構成するか、尾根を構成するかを示す。図３は、格子点データＺ（ｘ，ｙ）が示す地形と、平滑化格子点データＰ（ｘ，ｙ）が示す形状との関係例を示す。図３（Ａ）は、格子点データＺ（ｘ，ｙ）で表現される地形と、平滑化格子点データＰ（ｘ，ｙ）で表現される平滑化地形の模式図を示す。実線が、格子点データＺ（ｘ，ｙ）で表現される地形を示し、破線が平滑化格子点データＰ（ｘ，ｙ）で表現される平滑化地形を示す。図３（Ａ）で、横軸は水平方向（ｘ又はｙ方向）を示し、縦軸は地形と平滑化された地形の標高を示す。図３（Ｂ）は、図３（Ａ）に対応する差分値Ｄ（ｘ，ｙ）を示す。図３（Ｂ）で、横軸は水平方向（ｘ又はｙ方向）を示し、縦軸は差分値Ｄ（ｘ，ｙ）を示す。本実施例では、差分値Ｄ（ｘ，ｙ）は谷部に対して正値になり、尾根部に対して負値になる。差分値Ｄ（ｘ，ｙ）の大きさ（絶対値）は、平滑化された面に対して実際の地形の谷／尾根の深さ／高さの程度を定量的に示す。勿論、なだらかで広い尾根部及び谷部の中央部分では、差分値Ｄ（ｘ，ｙ）はほとんどゼロになり、この点で、差分値Ｄ（ｘ，ｙ）は、尾根部／谷部につながる傾斜面とその傾斜の程度を、より強く反映する指標となる。
【００１８】
本実施例では、差分値Ｄ（ｘ，ｙ）で判明する谷部の等高線を他の部分に比べて相対的に太い線で表示／印刷する。そのために、差分値Ｄ（ｘ，ｙ）の大きさに応じて格子点をグループ化し、そのグループ毎に太さの異なる等高線を生成する。本実施例では、格子点抽出装置２２，２４，２６がそれぞれ、差分値Ｄ（ｘ，ｙ）を異なる閾値ｄ１，ｄ２，ｄ３と比較して、格子点グループＧ１，Ｇ２，Ｇ３を抽出する（Ｓ５）。
【００１９】
すなわち、格子点抽出装置２２は、ハードディスク２０に格納される差分値Ｄ（ｘ，ｙ）を所定閾値ｄ１と比較し、差分値Ｄ（ｘ，ｙ）が閾値ｄ１より大きくなる格子点（ｘ，ｙ）を格子点グループＧ１として抽出する。同様に、格子点抽出装置２４は、ハードディスク２０に格納される差分値Ｄ（ｘ，ｙ）を所定閾値ｄ２と比較し、差分値Ｄ（ｘ，ｙ）が閾値ｄ２より大きくなる格子点（ｘ，ｙ）を格子点グループＧ２として抽出する。格子点抽出装置２６は、ハードディスク２０に格納される差分値Ｄ（ｘ，ｙ）を所定閾値ｄ３と比較し、差分値Ｄ（ｘ，ｙ）が閾値ｄ３より大きくなる格子点（ｘ，ｙ）を格子点グループＧ３として抽出する。ここで、閾値ｄ１，ｄ２，ｄ３は、０≦ｄ１＜ｄ２＜ｄ３の関係にある。
【００２０】
図４は、差分値Ｄ（ｘ，ｙ）、閾値ｄ１，ｄ２，ｄ３及び格子点グループＧ１，Ｇ２，Ｇ３の関係を示す説明用の模式図である。図４（Ａ）の横軸はｘ方向、縦軸はｙ方向を示し、格子点グループＧ１，Ｇ２，Ｇ３への分類の様子を模式的に示す。格子点グループＧ１，Ｇ２，Ｇ３は、一般的には、谷部の周辺の傾斜面に帯状につながり、格子点グループＧ２は格子点グループＧ１内に、格子点グループＧ３は格子点グループＧ２内に入る。図４（Ａ）は、このような包含関係を示すことを目的に図示してあり、必ずしも実際の地形を反映しない。図４（Ｂ）は、図４（Ａ）に示す一点鎖線上の差分値Ｄ（ｘ，ｙ）の変化例を示す。横軸はｘであり、縦軸は差分値Ｄ（ｘ，ｙ）を示す。閾値ｄ１，ｄ２，ｄ３を同時に図示してある。
【００２１】
等高線生成装置２８は、ハードディスク１２に格納される格子点データＺ（ｘ，ｙ）から基準線幅Ｗの等高線データＣ（Ｗ）を生成する（Ｓ６）。特許文献１、２に記載の技術等、格子点から等高線を生成する既存の方法を採用する。
【００２２】
等高線生成装置２８はまた、同様の等高線生成方法により、格子点抽出装置２２により抽出された格子点グループＧ１の格子点データＺ（ｘ，ｙ）から、基準線幅Ｗより太い線幅Ｗ１の等高線データＣ１（Ｗ１）を生成する（Ｓ７）。ステップＳ６で生成した等高線データのうち、格子点グループＧ１で規定される地域範囲内の等高線データの線幅をＷ１に変更して、等高線データＣ１（Ｗ１）としてもよい。
【００２３】
ステップＳ７と同様に、等高線生成装置２８はまた、格子点抽出装置２４により抽出された格子点グループＧ２の格子点データＺ（ｘ，ｙ）から線幅Ｗ２の等高線データＣ２（Ｗ２）を生成し（Ｓ８）、格子点抽出装置２６により抽出された格子点グループＧ３の格子点データＺ（ｘ，ｙ）から線幅Ｗ３の等高線データＣ３（Ｗ３）を生成する（Ｓ９）。線幅Ｗ，Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３は、Ｗ＜Ｗ１＜Ｗ２＜Ｗ３の関係を満たすように設定される。例えば、Ｗ＝０．０２５ｍｍ、Ｗ１＝０．０５ｍｍ、Ｗ２＝０．０７５ｍｍ、Ｗ３＝０．１ｍｍとする。
【００２４】
合成装置３０は、等高線生成装置２８により生成された等高線データＣ（Ｗ），Ｃ１（Ｗ１），Ｃ２（Ｗ２），Ｃ３（Ｗ３）を合成して１ファイルに纏め、ハードディスク３２に格納する。ハードディスク３２は、ハードディスク１２、１６、２０と物理的に同じ装置であってもよい。同じ位置を示しながら線幅の異なる等高線データがある場合、最も太い等高線データのみを残すようにすることで、等高線データの総量を削減出来る。勿論、位置的に重なる等高線データを残しても、印刷／表示上、支障無い。等高線データＣ（Ｗ）を残し、選択的に印刷／表示を可能にしてもよい。そうすることで、既存の等高線図と同様の線幅の均一な等高線図を印刷／表示できる。
【００２５】
一般的には、格子点グループＧ３で代表される地域に対して等高線生成装置２８により生成される等高線データＣ３（Ｗ３）は、全格子点に対して生成される等高線データＣ（Ｗ）、及び、他の格子点グループＧ１，Ｇ２に対して生成される等高線データＣ１（Ｗ１），Ｃ２（Ｗ２）と重なる。しかし、等高線グループＣ３（Ｗ３）が最も太いので、結局、等高線データＣ３（Ｗ３）で等高線が描出（印刷／表示）されることになる。合成装置３０は、このような地域については、等高線データＣ（Ｗ），Ｃ１（Ｗ１），Ｃ２（Ｗ２）を削除し、等高線データＣ３（Ｗ３）のみを残す。同様に、格子点グループＧ２に属するが、格子点グループＧ３には含まれない地域に対する等高線は、等高線データＣ２（Ｗ２）で描出される。格子点グループＧ１に属するが、格子点グループＧ２には含まれない地域に対する等高線は、等高線データＣ１（Ｗ１）で描出される。
【００２６】
表示装置３４は、このようにハードディスク３２に格納された等高線データを等高線図として表示し、印刷装置３６は、等高線図として印刷する（Ｓ１０）。
【００２７】
本実施例によれば、谷につながる傾斜地を含む谷部について、尾根部よりも太い線幅で等高線を描出するので、人は、谷部を尾根部に比べて相対的に遠いと認識する。これにより、等高線図を見慣れていない者でも、谷部と尾根部を視覚的に識別しやすくなる。
【実施例２】
【００２８】
実施例１では、格子点グループＧ３に属する格子点に対してステップＳ７，Ｓ８，Ｓ９の３回、等高線データを生成し、格子点グループＧ２に属する格子点に対して、ステップＳ７，Ｓ８の２回、等高線データを生成するが、差分値が閾値ｄ１を越え、閾値ｄ２以下の格子点を格子点グループＧ１とし、差分値が閾値ｄ２を越え、閾値ｄ３以下の格子点を格子点グループＧ２としてもよい。この場合、格子点グループＧ１に属する格子点で決定される領域内の等高線データを、線幅Ｗ１の等高線データＣ１（Ｗ１）とする。同様に、格子点グループＧ２に属する格子点で決定される領域内の等高線データを線幅Ｗ２の等高線データＣ２（Ｗ２）とし、格子点グループＧ３に属する格子点で決定される領域内の等高線データを線幅Ｗ３の等高線データＣ３（Ｗ３）とする。
【００２９】
特定の説明用の実施例を参照して本発明を説明したが、特許請求の範囲に規定される本発明の技術的範囲を逸脱しないで、上述の実施例に種々の変更・修整を施しうることは、本発明の属する分野の技術者にとって自明であり、このような変更・修整も本発明の技術的範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００３０】
１０：グリッド化装置
１２：ハードディスク
１４：空間フィルタ
１６：ハードディスク
１８：減算器
２０：ハードディスク
２２，２４，２６：格子点抽出装置
２８：等高線生成装置
３０：合成装置
３２：ハードディスク
３４：表示装置
３６：印刷装置
【図１】
0005402499.tif 000002
【図２】
0005402499.tif 000003
【図３】
0005402499.tif 000004
【図４】
0005402499.tif 000005